DE924146C

DE924146C - Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von Austauschvorgaengen zwischen Fluessigkeiten und Gasen

Info

Publication number: DE924146C
Application number: DEF11206A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr-Ing Haltmeier
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1953-02-27
Filing date: 1953-02-28
Publication date: 1955-02-28

Description

Zur Durchführung von Austauschvorgängen zwischen Flüssigkeiten und Gasen kann man entweder die Flüssigkeit zerteilen, um sie auf großer Oberfläche mit den Gasen in Berührung zu bringen, wie es z. B. in berieselten Füllkörperschichten oder Sprühtürmen geschieht, oder man kann die Gase zerteilen, etwa mittels poröser Platten oder Sieboder Glockenböden, und sie durch die Flüssigkeit hindurchperlen lassen. Welche dieser beiden Möglichkeiten im Einzelfalle den Vorzug verdient, hängt davon ab, ob der Gasfilm oder der Flüssigkeitsfilm den größten Widerstand für den Stoff- und den Wärmeaustausch bietet und ob man den größeren Druckverlust des Durchperlverf ahrens, das im allgemeinen den besseren Austausch liefert, in Kauf nehmen kann.

Einen wesentlichen Mangel der bisher bekannten Austauschverfahren bildet das Mitreißen der Flüssigkeit durch die Gasströmung. Hierdurch wird der schon erreichte Austauscheffekt oft wieder zunichte gemacht.

Es wurde nun gefunden, daß die Gefahr des Mitreißens der Flüssigkeit erheblich vermindert werden kann, wenn die Flüssigkeit horizontal zwischen ringförmigen Wänden durch die Gase in Richtung der Ringmittellinie bewegt wird. Hierzu dient eine ringförmige Wanne mit Eintrittsöffnungen für das Gas am Boden oder den Seitenwänden der Wanne, aus welchen dieses in Richtung der Flüssigkeitsströmung austritt. Die Gaszuführungsleitungen beginnen zweckmäßig über dem Flüssigkeitsniveau, um ein Auslaufen der Flüssig-

keit bei vermindertem Gasdurchsatz zu vermeiden. Bei Anordnung· von zwei oder mehreren Wannen nebeneinander können zwischen Boden und Seitenwänden der Wannen ringförmige öffnungen für den Ausgleich der Flüssigkeit mit benachbarten. Wannen vorhanden sein, wobei zwei oder mehrere Wannen einen gemeinsamen Boden haben können.

Die Abb. ι bis 8 zeigen mögliche Ausführungsformen der neuen. Austauschvorrichtung. In Abb. ι

ίο besitzt die mit Flüssigkeit gefüllte Wanne ι am Boden öffnungen 2, durch welche die Gase in Richtung der Ringmittellinie in die Flüssigkeit eintreten. Hierdurch wird eine lebhafte Flüssigkeitsströmung in dieser Richtung hervorgerufen, die eine Verlängerung der Berührungszeit mit den Gasen sowie eine Verminderung des Mitreißens der Flüssigkeit bzw. das Ausschleudern etwa doch mitgerissener Tröpfchen zur Folge hat. Um zu vermeiden, daß die Wanne bei vermindertem Gasdurchsatz leerläuft, beginnen die Gaszuführungsleitungen 3 über dem Flüssigkeitsniveau. Zur Durchfeitung größerer Gasmengen müssen· mehrere der beschriebenen Vorrichtungen parallel geschaltet werden. Dies kann z. B., wie in Abb. 2 angegeben, durch Anordnung mehrerer Wannen mit ihren Gaszuleitungen übereinander etwa in einem senkrechten Rohr 4 erfolgen oder, wie in den Abb. 3 und 4 gezeigt, durch Anordnung mehrerer Wannen nebeneinander etwa auf einem Boden 5. Im letzteren Fall können die Flüssigkeitsinhalte der Wannen durch Öffnungen 6 miteinander in Verbindung stehen. Zur Behandlung in mehreren Stufen können mehrere Böden mit Wannen übereinander angeordnet werden. In Abb. 3 sind die Gaszuführungsleitungen 3 an ihrem oberen Ende zu einem Sammelraum 7 vereinigt, der auf eine Sammelleitung 8 aufgesetzt ist. Die linke Hälfte der Abb. 3 zeigt diese Teile im Schnitt, die rechte Hälfte in Ansicht. In Abb. 4 ist der Sammelraum bis unter die Flüssigkeitsoberfläche heruntergezogen und erst an seinem unteren Ende in einzelne Kanäle 3 aufgelöst, wie der kleine Ausschnitt in der rechten Hälfte der Abb. 4 zeigt.

In Abb. 5 sind die Seitenwände der Wanne 1 an der Sammelleitung 9 befestigt, und zwar im linken Teil der Abb. 5 durch Stege 10 und im rechten Teil durch den Boden 11. Die Sammelleitung 9 löst sich erst unterhalb des Flüssigkeitsniveaus in die einzelnen Gaszuführungsleitungen'3 auf, die links als Kniestücke und rechts als Schaufelkanäle ausgeführt sind; sie münden in die Gasaustrittsöffnungen 2. Abb. 6 ist einschnitt in Linie A -B und Abb. 7 in Linie C-D der Abb. 5.

Mit besonderem Vorteil kann das neue Austauschverfahren bei Flüssigkeiten angewendet werden, welche im Verlaufe des Austausches, also etwa beim Kühlen, Erhitzen oder Verdampfen bzw. sonstigen Umsetzungen mit Gasen,. Feststoffe ausscheiden, insbesondere Salze. Abb. 8 und 9 zeigen in Längs- und Querschnitt eine Anwendungsform zur Konzentrierung von eisensulfathaltiger Abfallschwefelsäure mit heißen S O₂- oder S O₃-haltigen Gasen, bei der die Gefahr von Verstopfungen durch ausfallende Feststoffe nur gering ist, da die Bildung von Spritzern, welche Feststoffe hinterlassen, durch die Rotation der Flüssigkeit an den Einführungsstellen der Gase weitgehend vermindert ist.

Die Wannen 1 sind an ihrem unteren Ende offen, damit die Feststoffe ungehindert ausfallen können. Zur Entfernung der ausfallenden Feststoffe dient die Schnecke 20. Falls keine Feststoffe ausfallen, können die Ringe 1 wie in Abb. 3 oder 4 mit Aussparungen 6 auf dem Bodens befestigt werden,

Abb. 10 zeigt beispielsweise eine Anwendung der neuen Vorrichtung zur selektiven Absorption von SO₃ aus wasserdampfhaltigen Gasen mit verdampfender, wäßriger Schwefelsäure als Waschflüssigkeit. Die Gase durchströmen von unten nach oben ein Rohr 12 aus korrosionsbeständigem Werkstoff, wie z. B. Glas oder Quarz, welches durch die nach oben gewölbten Böden 13, welche auf die Nocken 14 aufgelegt sind, in mehrere Kammern unterteilt ist. Auf den Böden 13 liegen unten ausgeweitete Glasschüsse 15, welche auf dem Boden 13 mit Säurekitt abgedichtet sind. Sie bilden zusammen mit der Wand des Rohres 12 ringförmige Wannen, welche mit Flüssigkeit gefüllt sind. Die Flüssigkeit gelangt durch den Zulauf 16 in die oberste Wanne und läuft durch die Überlaufsöffnungen 17 und die undichten Ränder der Böden 13 von Wanne zu Wanne nach unten. Die zu waschenden S O₃- und wasserdampfhaltigen Gase treten bei 18 ein und strömen durch die henkeiförmigen Rohre 19, welche in den ringförmigen Wannen unterhalb der Flüssigkeitsobernäche in Richtung der Ringmittellinie münden, nach oben, wobei sie den Flüssigkeitsinhalt der Wannen in drehende Bewegung in Richtung der Ringmittellinie versetzen. Hierbei wird das SO₃ nahezu vollständig absorbiert unter Bildung von Wasserdampf aus der wäßrigen Waschsäure. Diese Einrichtung besitzt gegenüber .allen bisher bekannten Wascheinrichtungen den Vorteil, keine Säurenebel zu entwickeln. Etwa in den Ausgangsgasen enthaltene Nebel werden unter Bildung von nahezu säurefreiem Wasserdampf niedergeschlagen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Durchführung von Austauschvorgängen zwischen Flüssigkeiten und Gasen, bei dem die Gase durch die zwischen ringförmigen Wänden befindlichen Flüssigkeiten hindurchtreten, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit horizontal zwischen den Wänden mittels der Gase in Richtung der Ringmittellinie bewegt wird.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens iao nach Anspruch !,gekennzeichnet durch eine ringförmige, mit Flüssigkeit gefüllte Wanne mit Eintrittsöffnungen für das zu waschende Gas am Boden oder den Seitenwänden, aus welchen das Gas in Richtung der Flüssigkeitsströmung austritt.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszuführungsleitungen über dem Flüssigkeitsniveau beginnen.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Boden und Seitenwänden der Wanne ringförmige Öffnungen für den Ausgleich der Flüssigkeit mit benachbarten Wannen vorhanden sind.

Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 830 289.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

9593 2.55